CDMA碼序列短碼長(zhǎng)碼WALSH碼

1、教學(xué)目標(biāo)掌握CDMA2000中使用的三種碼字的作用了解WALSH碼和PN碼是如何產(chǎn)生的掌握WALSH碼和PN碼的特點(diǎn)1教學(xué)重點(diǎn)掌握CMDA2000中使用的三種碼字的作用掌握WALSH碼和PN碼的特點(diǎn)2教學(xué)難點(diǎn)WALSH碼和PN碼是如何產(chǎn)生的WALSH碼和PN碼的特點(diǎn)3一、walsh碼字及相關(guān)性的概念二、PN碼字的產(chǎn)生及作用4一、walsh碼字及相關(guān)性的概念CDMA2000擴(kuò)頻碼的選擇Walsh碼的定義Walsh碼的產(chǎn)生相關(guān)性正交函數(shù)Walsh碼在CDMA中的應(yīng)用5擴(kuò)頻碼速率：1.2288Mcps；擴(kuò)頻碼：前向?yàn)閃alsh碼和PN短碼，反向?yàn)镻N長(zhǎng)碼。擴(kuò)頻碼的使用是擴(kuò)頻通信的關(guān)鍵點(diǎn)CDMA200

2、0擴(kuò)頻碼的選擇6Walsh碼的定義Walsh碼的定義Walsh函數(shù)是一種非正弦波的完備正交函數(shù)系統(tǒng)，可用哈達(dá)瑪矩陣H通過(guò)遞推關(guān)系構(gòu)成。由于它僅有可能的取值是1和1（或0和1），比較適合于用來(lái)表達(dá)和處理數(shù)字信號(hào)。 Walsh函數(shù)具有理想的互相關(guān)特性。在Walsh函數(shù)中，兩兩之間的互相關(guān)函數(shù)為“0”，亦即它們之間是正交的。7WALSH CODES # - 64-Chip Sequence - 0 000000000 1 111110101 2 111110011 3 111100110 4 111101111 5 111111010 6 111111100 7 111101001 8 111111

3、11111111111111 9 11010101010 11110110011 11111100112 1111111111111111000013 11010010114 01100001115 11111011016 1111111111111111111117 11010101018 11111110019 11101100120 11111111021 11111010122 11111101123 11001011024 111111111111111111111110000000025 10101010126 11011001127 11110011028 10000111129

4、 11101101030 11111110031 11110100132 111111111111111111111111111111133 11110101034 11100110035 11001100136 11111000037 11010010138 11111101139 01001011040 111111111111111111111110000000041 00101010142 11111101143 11111011044 11111111145 11101101046 11011110047 11111100148 111111111111111111111111110

5、000049 11101010150 11011001151 10110011052 11100111153 11111101054 11111110055 11110100156 1111111111111111111157 11010101058 11100110059 11111100160 11111000061 11010010162 11100001163 110010110舉例說(shuō)明:第23號(hào) Walsh 碼和第59號(hào) Walsh 碼的相關(guān)特性#23 110010110#59 111111001Sum 111111111 獨(dú)特的性質(zhì):相互正交Walsh碼的產(chǎn)生8相關(guān)性(a)(b)相

6、關(guān)（相關(guān)性100 ）不相關(guān)（0相關(guān)） CDMA 核心技術(shù)+1-1+1-1+1-1+19正交函數(shù)正交函數(shù)具有0相關(guān)性。如果兩個(gè)二進(jìn)制序列的異或結(jié)果具有相同個(gè)數(shù)的0和1，那么，這兩個(gè)序列不相關(guān)。000001010101例子:101001011111CDMA 核心技術(shù)不相關(guān)：相關(guān)：10 Code #23 110010110(Code #23) 111101001 Code #59 111111001PARALLELXOR: all 0s相關(guān)性: 100%(100% match)ORTHOGONALXOR: half 0s, half 1s相關(guān)性: 0%(50% match, 50% no-match

7、)ANTI-PARALLELXOR: all 1s相關(guān)性: 100%(100% no-match)#23#23(#23)#23#23#59正交與相關(guān)性11Walsh碼在CDMA中的應(yīng)用用64階Walsh函數(shù)進(jìn)行前向擴(kuò)頻，區(qū)分扇區(qū)內(nèi)前向碼分信道,反向做正交調(diào)制。CDMA中12二、 PN碼字的產(chǎn)生及作用CDMA2000系統(tǒng)中的PN碼字PN短碼序列PN長(zhǎng)碼序列PN碼在CDMA中的應(yīng)用三種擴(kuò)頻碼特征和功能總結(jié)13m序列的定義m序列是一種重要的二進(jìn)制的偽隨機(jī)序列。m序列是“最長(zhǎng)線(xiàn)性反饋移位寄存器序列”的簡(jiǎn)稱(chēng)。具體定義如下：如果n級(jí)線(xiàn)性移位寄存器輸出序列的周期是P=2n 1，則該序列稱(chēng)為m序列。m序列發(fā)生

8、器由：移位寄存器、反饋抽頭、模2加法器組成。偽隨機(jī)序列(PN碼)：具有類(lèi)似噪聲序列的性質(zhì)，是一種貌似隨機(jī)但實(shí)際上有規(guī)律的周期性二進(jìn)制序列。CDMA系統(tǒng)中的PN碼CDMA2000系統(tǒng)中的PN碼14PN短碼序列短碼序列I和Q均為32,768chip，短碼序列可以看作具有I和Q兩種不同成分序列的二維二進(jìn)制矢量，每一個(gè)的長(zhǎng)度為32,768chip每一個(gè)短碼序列均與它自身完全相關(guān)，即與時(shí)間偏置為零的短碼序列完全相關(guān)。一個(gè)零偏置短碼序列與它自身的任何非零偏置的短碼序列正交。實(shí)際中以64chips偏移做為一個(gè)偏移序號(hào)(PN_OFFSET_INDEX), 即可用的PN碼是0-511IQ32,768 chips

9、 long26 2/3 ms.(75 repetitions in 2 sec.)IQIQ100%相關(guān)：所有比特 = 0Short PN Sequence vs. Itself 0 OffsetIQIQ正交: 16,384個(gè)1 + 16,384個(gè)0Short PN Sequence vs. Itself Any Offset特性:15PN長(zhǎng)碼序列 每個(gè)移動(dòng)臺(tái)使用一個(gè)唯一的用戶(hù)長(zhǎng)碼序列，該序列是根據(jù)42位長(zhǎng)碼寄存器的內(nèi)容、32位的ESN及掩碼生成的，長(zhǎng)碼寄存器在移動(dòng)臺(tái)初始化期間與CDMA系統(tǒng)建立同步速率1.2288Mcps，周期為41天10小時(shí)12分鐘19.4秒通話(huà)期間，雖然不同移動(dòng)臺(tái)產(chǎn)生的用戶(hù)

10、長(zhǎng)碼不是嚴(yán)格正交的，但彼此非常不同，在反向鏈路上足以對(duì)其可靠解碼長(zhǎng)碼寄存器 ( 1.2288 MCPS)公共長(zhǎng)碼掩碼 (靜態(tài))用戶(hù)長(zhǎng)碼序列(1.2288 MCPS)1100011000PERMUTEDESNAND=SUM模2加16PN碼在CDMA中的應(yīng)用CDMA系統(tǒng)中有兩個(gè)序列的PN碼：PN長(zhǎng)碼PN短碼242 1 (n = 42)215 (n = 15)不同的用途前向信道反向信道長(zhǎng)碼擾碼，短碼正交擴(kuò)頻（標(biāo)識(shí)基站）長(zhǎng)碼擴(kuò)頻（標(biāo)識(shí)用戶(hù)），短碼正交調(diào)制17三種擴(kuò)頻碼特征和功能總結(jié)Cell沃氏碼短碼序列長(zhǎng)碼序列序列類(lèi)型互相正交除0偏置外正交近似正交特性6421數(shù)量64 chips1/19,200 sec.32,768 chips26-2/3 ms75x in 2 sec.242 chips41 days長(zhǎng)度正交調(diào)制 四相擴(kuò)頻(0偏置) 區(qū)分用戶(hù)反向鏈路 功能前向信道識(shí)別區(qū)分扇區(qū)數(shù)據(jù)擾碼前向鏈路功能IQ32,768 chips long26-2/3 ms.